[C++][STL]容器的capacity、max_size以及内存分配

2024-06-07 10:38

本文主要是介绍[C++][STL]容器的capacity、max_size以及内存分配,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

capacity - 容器的成员函数capacity()取得

max_size - 容器的成员函数max_size()取得

STL容器的capacity属性,表示STL在发生realloc前能允许的最大元素数,也可以理解为预分配的内存空间。例如一个vector<int> v的capacity为5,当插入第6个元素时,vector会realloc,vector内部数据会复制到另外一个内存区域。这样之前指向vector中的元素的指针、迭代器等等均会失效。

max_size属性和capacity不同,表示STL容器允许的最大元素数,通常,这个数是一个很大的常整数,可以理解为无穷大。这个数目与平台和实现相关,在我的机器上vector<int>的max_size为1073741823,而string的max_size为4294967294。因为max_size很大~所以基本不会发生元素数超过max_size的情况,只需知道两者区别即可。

设定capacity

List, Map/Multimap, Set/Multiset, Deque

并不是所有的容器都会发生realloc,List,Map/Multimap,Set/Multiset的元素在内存中散布,不预分配内存,所以不会产生realloc的情况,对于这些容器,其capacity是无意义的,所以这些容器没有capacity()成员函数,也没有capacity属性。

deque双向队列情况比较特殊,deque将内存分块,每次分配固定大小的分块,一个分块填充满后开辟新的分块,也属于散布-连续混杂的情况,虽然deque会预分配内存空间,但也不会产生realloc(人家是alloc),所以也不具有capacity属性。

Vector, String, basic_string<wchar_t>

实际具有capacity属性的容器只有vector和string,在不同实现下,capacity也不尽相同。在我的机器上,情况如下:

vector<T>

默认构造函数 - capacity = 0

使用构造函数vector<T>(n, value=T())指定capacity - capacity = n

string  (basic_string<char> )

默认构造函数 - capacity = 15

没有指定capacity的构造式

指定了初始字符串的 - capacity = 大于字符串长度且等于n*15-1

 basic_string<wchar_t>

默认构造函数 - capacity = 7

指定了初始字符串的 - capacity = 大于字符串长度且等于n*8-1

 

除了通过构造式设定capacity,也可以使用reserve(n)来设定容器对象的capacity,避免之后的realloc。不过这一过程是只增不减的,如果n小于当前capacity,则reserve(n)无效。

 

收缩容器的内存占用空间

Vector, String, basic_string<wchar_t>

对于vector和string,因为reserve()的效果是只增不减,所以无法通过reserve()来收缩空间。如需收缩内存空间,思路如下:

新建一个vector/string

为新建的vector/string填充原容器的内容

将原容器的变量名指向新的容器

实际使用中只需要一条语句即可。

复制代码
    vector<int> v(10, 5);v.reserve(20);vector<int>(v).swap(v);
复制代码

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